墙壁玩具赛车.pdf

一种机动化的玩具汽车或者墙壁赛车，其能够在例如墙壁和天花板的垂直面上行驶和水平面上倒置行驶，同时可以以合理的成本制造并且可以使用拥有充足使用期的电池操作，该使用期足以令使用者尽兴。一个或者多个电池驱动的风机从墙壁赛车内部容积的外围的所有部分或者指定部分抽进气体，该气体通过优质塑形管抽进，从而与该表面直接临近的部分管道中的气体高速低压流动；周围气体的相对高压促使小车支靠在表面上，允许该小车附着在例如墙壁的垂直表面，或者在例如天花板的水平面上倒置行驶。

1、  一种电池驱动的，远程操纵的玩具汽车，该车能够在垂直表面上运行，该车包括：具有下表面的底盘；
至少一个车轮，所述至少一个车轮被装配在所述底盘上且与所述底盘配合，以便在所述车轮所支撑的实际水平表面上支持所述底盘，从而所述底盘的下表面被维持在离所述水平表面预定距离的位置，
接收器，该接收器响应来自远程传送器的控制信号，
电池，
第一驱动电动机，该第一驱动电动机由所述电池提供电流，并响应所述接收器提供的信号，
所述车轮的至少一个，其被所述第一驱动电动机可操控地驱动；
第二风机驱动电动机，也由电池提供电流，和
由所述第二电动机驱动的风机，所述风机被装配在风机管道中，该风机管道贯穿所述底盘并且被设计总体上与所述水平表面正交，从而在所述底盘的所述下表面和所述水平表面之间驱动空气流，
其中，所述底盘的所述下表面被塑形，从而当将所述至少一个车轮与所述水平表面接触而放置所述小车时，所述下表在所述水平表面一起限定车身下部的文丘里管，所述车身下部的文丘里管从位于所述下表面的外围的入口部分延伸到所述风机管道，通过该管道所述车身下部文丘里管中的所述气体流和周围气体之间的差动气压产生下压力，该下压力促使所述底盘朝向所述水平表面。

2、  如权利要求1所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中由所述下表面和所述水平表面确定的车身下部的文丘里管包括：入口部分，该入口部分具有处于所述车身下部的外围的相对大的入口开口和相对小的出口开口，所述入口开口和出口开口被塑形的表面连接从而所述入口部分的截面面积平滑地变化；转换部分，该转换部分具有实质上统一的截面面积，该转换部分连接所述入口部分的出口开口；和出口部分，所述出口部分与所述风机管道平滑连接，通过该管道气体流平稳流过所述车身下部的文丘里管，从所述入口部分的入口开口流向和流出所述风机管道。

3、  如权利要求2所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述车身下部文丘里管的入口部分被限定为所述底盘的所述下表面的辐射式部分，从所述入口开口延伸到所述出口开口。

4、  如权利要求2所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述车身下部文丘里管的出口部分的纵向截面为椭圆形，从而将所述转换部分平滑连接到所述风机管道。

5、  如权利要求2所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中风机管道包括具有较小横截面积的入口部分和具有较大横截面积的部分，在该入口部分所述风机管道连接所述车身下部文丘里管的所述出口部分，风机设置在该具有较大横截面积的部分。

6、  如权利要求1所述的玩具汽车，其特征在于：所述至少一个车轮包括一对驱动轮，该一对驱动轮相互对立设置在所述底盘的每一边，并且一对驱动轮被分离的电动机差动驱动，该电动机响应来自所述接收器信号从而驾驶所述小车，所述分离的电动机包括所述第一驱动电动机。

7、  如权利要求6所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中一对脚轮被提供在所述底盘上，实质上沿与连接所属底盘任一侧的所述驱动轮的线垂直的线排列。

8、  如权利要求7所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述脚轮被如此设置从而在任意时间所述脚轮中仅有一个和所述驱动轮对接触平面。

9、  如权利要求8所述述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述底盘总体为圆形，具有位于圆形底盘中心的风机，并且其中所述车身下部文丘里管实质上放射状对称。

10、  如权利要求8所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述底盘总体伸长，具有位于底盘任一端的脚轮，并且车身下部文丘里管自任一端延伸至位于底盘中心的风机管道，并且所述玩具汽车进一步包括沿底盘长边延伸的柔韧裙部以提供底盘下表面和所述水平表面之间的局部密封。

11、  如权利要求7所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述脚轮包括装配在轴上的滚轴，所述滚轴和所述轴的结合被支撑于实现围绕相对于台固定的第一轴的自由转动，所述台反之被支撑用于围绕相对于框架固定的第二轴的自由转动，所述第一轴垂直于所述第二轴的平面但是相对于所述第二轴偏离，所述框架粘贴至所述车的底盘，借助该方式当所述滚轴与所述水平表面接触并且所述小车被驱动相对于所述水平表面移动时，所述台在所述框架上旋转，从而将所述滚轴对准在所述述小车移动的方向上。

12、  如权利要求1所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述底盘总体延伸并且包括三对驱动轮，所述三对驱动轮包括在所述底盘的任一端的车轮末端对于底盘中心的第三对车轮，每一对驱动轮在所述底盘每一侧包括一个车轮，底盘任一侧的所有三个驱动轮被一起驱动，但是所述底盘相对侧的三个驱动轮差动驱动，并且其中只有车轮末端对中的一对和中间一对可以同时接触水平平面。

13、  如权利要求12所述的玩具汽车，其特征在于：该玩具汽车的车轮末端对被设置为从底盘突出，从而车轮末端对可以与一表面啮合，该表面垂直于与车轮末端对中的一对和中间车轮对连接的水平表面。

14、  如权利要求13所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中各个车轮末端对之间的所述底盘的末端被塑形以限定略小于所述车轮半径的半径，并且实质上与所述车轮同轴，所述底盘的末端形成为辐射式并形成所述车身下部文丘里管的入口部分。

15、  如权利要求14所述的玩具汽车，其特征在于：进一步包括柔韧性裙部，该裙部沿着底盘的长边延伸以提供底盘下表面和该水平表面之间的局部密封。

16、  如权利要求13所述的玩具汽车，其特征在于：进一步包括开并，该开关在所述小车从水平位置爬向竖直位置时操作，以便接着启动所述风机。

17、  如权利要求16所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述开关包括一个传导球，该传导球被限制在一个装配在所述底盘的闭合容器内，其中所述风机电动机的操作控制电路中的电子接触位于所述容器的内壁，从而当所述底盘位于相对于水平面的第一位置时与所述球电子连接，并且当所述底盘位于相对于水平面的第二位置时与所述球电子隔离。

18、  如权利要求1所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中所述底盘总体伸长，两个脚轮位于底盘一端的相对侧，车身下部文丘里管自任一端延伸至位于底盘中心的风机管道，并且单个驱动车轮被置于底盘纵向中心线，位于风机管道的一侧，该风机管道的一侧与滚轮所在的底盘一侧相对，其中所述至少一个车轮包括所述单个驱动车轮。

19、  如权利要求18所述的玩具汽车，其特征在于：进一步包括柔韧性裙部，该裙部沿着底盘的长边延伸以提供底盘下表面和该水平表面之间的局部密封。

20、  如权利要求18所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中每一所述脚轮包括装配在轴上的滚轴，所述滚轴和所述轴的结合被支撑用于实现围绕相对于台固定的第一轴的自由转动，所述台反之被支撑用于围绕相对于框架固定的第二轴的自由转动，所述第一轴垂直于所述第二轴的平面但是相对于所述第二轴偏离，所述框架粘贴至所述小车的底盘，借助该方式当所述滚轴与所述水平表面接触并且所述小车被驱动相对于所述水平表面移动时，所述台在所述框架上旋转，从而将所述滚轴对准在所述小车移动的方向上，在其中所述滚轮之一的所述台的旋转度数被限制于预定的自由旋转角度，借助该方式当所述小车被驱动在所述滚轮的方向上时，小车被所述滚轮中的所述一个滚轮的滚轴驱使。

21、  如权利要求1所述的玩具汽车，其特征在于：在该玩具汽车中两个风机被提供，置于风机管道中并与所述车身下部文丘里管连通，两风机被电动机驱动以从位于所述小车的底盘的外围之上的入口部分抽取气体流，通过所述车身下部文丘里管，并且通过所述风机管道输出。

22、  一种电池驱动的远程操纵的玩具汽车，该车能够在垂直表面上运行，该车包括：
具有下表面的底盘；
至少一个车轮，所述至少一个车轮被装配在所述底盘上且与所述底盘配合，以便在所述车轮所支撑的实际水平表面上支持所述底盘，从而所述底盘的下表面被维持在离所述水平表面预定距离的位置，
接收器，该接收器响应来自远程传送器的控制信号，
电池，
第一驱动电动机，该第一驱动电动机由所述电池提供电流，并响应所述接收器提供的信号，
所述车轮的至少一个，其被所述第一驱动电动机可操控地驱动；
第二风机驱动电动机，也由电池提供电流，和
由所述第二电动机驱动的风机，所述风机被装配在风机管道中，该风机管道贯穿所述底盘并且被设计总体上与所述水平表面正交，从而在所述底盘的所述下表面和所述水平表面之间驱动空气流，
其中，所述底盘的所述下表面被塑形，从而当所述至少一个车轮与所述水平表面接触的时候，所述下表面和所述水平表面一起限定自所述下表面外围的一入口开口延伸的车身下部文丘里管，下表面在横截面上限定了辐射式入口部分、转换部分和椭圆形出口部分，因此所述车身下部文丘里管的横截面积平滑地从入口开口过渡到面积减小的转换部分，并且其后过渡到与所述风机管道相通的出口部分，因此至少在所述车身下部文丘里管的所述转换部分的气体流和周围空气之间的差动压力引起促使所述底盘朝向所述水平表面的下压力。

23、  如权利要求22所述的玩具汽车，其特征在于：在该汽车中所述底盘关于所述风机管道放射状对称，从而所述入口开口在所述底盘周围沿圆周扩展，在其中下表面的转换部分的垂直截面相对于所述水平表面倾斜，凭借这种方式所述身下部文丘里管的转换部分具有减少的面积且其垂直截面是圆锥形，从而其中的横截面积实质上针对其中的放射幅度保持不变，从而经由其中的气体流的速度实质上不变。

24、  如权利要求22所述的玩具汽车，其特征在于：在该汽车中所述底盘伸长，该底盘关于横向轴对称，风机管道置于该横向轴上，并且所述底盘具有相对终端，在该终端上对称的车身下部文丘里管的入口开口形成，并且在其中下表面的所述转换部分的纵向截面相对于水平表明平行，从而如此限定的车身下部文丘里管的转换部分的纵向截面面积保持不变。

25、  如权利要求24所述的玩具汽车，其特征在于：进一步包括柔韧性裙部，该裙部沿着所述底盘的长边延伸。

墙壁玩具赛车
本发明是申请号为200610081339.4，申请日为2006年5月18日，发明名称为墙壁玩具赛车的分案申请。
技术领域
本发明涉及无线操纵的机动化玩具车，该玩具车能够在所有方向的表面进行操作，比如说在墙壁上和天花板上以及地面上。
背景技术
无线操纵的机动化玩具车，也就是由电动机驱动并且响应远程传送的指令进行驾驶的小车，当然是公知的。在悬架和转向系统方面非常精密复杂的玩具车是可以实现的也是非常常见的。可以在非完全水平的表面上行驶的，并且可以以有竞争力的价格制造并且销售的玩具车是人们非常期待的，比如说可以在垂直墙壁上行驶或者在天花板上倒置行驶的玩具车。
Urakami的第5,014,803号专利展示了一种“吸力粘附”到墙上并且沿墙移动的装置，比如说清空储油箱或类似部件的内部的装置。Urakami所发明的装置依赖于相对真空；也就是说，气体由真空抽气机从密封部分抽出，该密封部分在装置内部和墙壁之间形成，从而装置外表面的气体压力使得该装置支靠在墙壁上。这使得在装置外围的周边形成实质上气密的密封体成为必要。在移动装置和固定表面之间形成气密的密封体并不是一个简单的问题，Urakami的发明主要关注这些密封体。要克服的显著的问题是密封件和墙壁之间的摩擦力，该摩擦力阻止装置的移动并且引起密封件的老化，引起表面不规则地真空缺失，并且消耗形成有效真空所需要的大量电力。对于玩具车而言该方法不是令人满意的，由于玩具车由儿童操作时应当是耐用的并且能够在有限的电池数量的前提下能够操作充分长的时间从而不致于使得用户扫兴。
发明内容
本发明提供一种机动化的玩具车，该玩具车能够在例如墙壁和天花板的垂直面上行驶和水平面上倒置行驶，同时可以以合理的成本制造并且可以使用拥有充足使用期的电池操作，该使用期足以令使用者尽兴。本发明中的小车，在下文中被称为墙壁赛车，使用小车内侧临近表面的外围部分间的自由流动的空气流，以产生与周围空气不同的气压，因此周围空气的气压使得墙壁赛车支靠在表面上。
更为具体地，一个或者多个电池驱动的风机从墙壁赛车底盘外围的所有部分或者指定部分抽进气体，该气体通过在底盘底面和并列面之间形成的优质塑形管抽进，从而与该表面直接临近的部分管道中的气体高速流动。根据伯努利定律(Bernouilli’sPrinciple)，高速气体流具有低气压；低压气体流和周围气体的相对高压之间的差异促使小车支靠在表面上，允许该小车附着在例如墙壁的垂直表面上，或者在例如天花板的水平面上倒置行驶。因而促使小车支靠在表面上的不同的气压在此处作为自动化工业中的“下压力”被提及。因为气体流必须自由流动以获得高速，例如使用真空的(并且如上所述，该真空使得提供可使用的小车非常困难)墙壁爬行小车所需的密封件是不必要的。事实上，气体进入到在底盘底面和并列面之间形成的管道是必须的，并且该进入被仔细控制以确保稳定并且确保在可能的非紊流气流范围之内。
提供能够在地板上操作和墙壁上爬行之间转换的无线操纵的小车具有不言而喻的惊人利益，或者“玩具价值”，并且在该实施例中的墙壁赛车可以实现这些。为了小车能够实现该转换，只有当小车开始墙壁上爬行时驱动气流的风机启动。
墙壁赛车的其他具有创造性的方面在下面讨论过程中会显现。
附图说明
如果参考从属的附图本发明可以更好地加以理解。其中：
图1和图2分别显示了墙壁赛车的第一个实施例的透视图和局部剖视的侧视图；
图3和图4分别显示了墙壁赛车的第二个实施例的透视图和局部剖视的侧视图；
图5，6和7是在图3和4演示的实施例中使用的传动机构的视图；
图8和图9分别显示了墙壁赛车的第三个实施例的透视图和局部剖视的侧视图；
图10和图11分别显示了墙壁赛车的第四个实施例的透视图和局部剖视的侧视图；
图12显示了用于形成高速气流的管道的成功形状的详细示图，比如说在图3和图4的第二实施例中使用的管道；
图13显示用于在墙壁赛车从地面操作转向墙壁操作的时候启动风机的开关的剖视图，基于安全原因该开关防止在天花板上倒置的操作，同时图13A显示了典型的该开关所应用于的电路；并且
图14，15和16分别显示了用于墙壁赛车的一些实施例中的车轮的透视图，局部被剖视的侧视图，和放大剖视图；其中图14A显示了与图14相对应的部分示图，阐明了可选择的变化。
具体实施方式
很明显，期望提供的一种类型的玩具墙壁赛车类似于汽车，例如赛车，然而其他种类的车也是具有利益的，该其他种类的车例如卡车或者诸如装甲坦克的军用车。此处讨论的墙壁赛车的第一、第二和第四实施例总体上具有细长的形状，以适于现代汽车车体，而不是在其他方面以有利于墙壁赛车的操作，然而第三实施例是圆形的并且可以用于装配太空交通工具类型的“飞碟”。所有这些实施例操作类似，具有不同主体形状引起的差异。
举例而言，图1和2分别显示了墙壁赛车的第一个实施例的透视图和局部剖视的侧视图，所提及的这些图被总体拉长并且能够便利地适用于现代赛车或者其他汽车车体(未示出)。如上所述，为了促使墙壁赛车支靠邻接面W(下文中用以简化“墙壁”)的下压力得以形成，高速空气流被引导流进车身下部的文丘里管，该文丘里管形成于墙壁赛车底盘的下表面和墙壁W之间。根据伯努利定律，如上所述，该高速空气流相对于周围空气具有降低的气压。该降低的气压和周围空气气压之间的差异产生合力D，被称为“下压力”，其中正如此处所述该力的方向例如使得小车朝着墙W“下压”。下压力D的大小与产生低压的区域面积成比例，与每单元区域的压力差成比例，因而为实现该目的区域面积和压力差必须是适当的。
于是，如图1和2所示，风机10装配在延伸穿越底盘12的风机管道中，并且被电池供电的电动机11驱动以至少从底盘12的外围设备的一部分中吸入高速气体流。气体流在车身下部的文丘里管15中流动，该文丘里管在底盘12下表面和墙壁W的并列表面之间形成，并且气体流在底盘12的“上”侧被排出，也就是说在远离邻接墙壁W的一侧。下压力D如上所述由于在车身下部的文丘里管中的高速气体流的低压和周围空气之间的压力差而产生；如上所述，下压力的总量大小与产生低压的区域面积成比例，与每一点上的压力差成比例。
为了最大化低压区域面积，该最大化通过避免空气沿着底盘12的边缘12a被抽进实现，也就是确保空气流主要从底盘12的末端12b被抽进，柔韧裙部14从底盘12朝着墙壁W延伸并且形成两者之间的局部密封体，限制来自与风机管道并列的底盘侧面空气的“短切削”。裙部接着设定底盘下部外表面的一个或者多个部分，此处为两个，在该部分气体被抽进车身下部文丘里管的入口部分，该文丘里管引导气流流入风机管道。因此，气体主要在末端12b被抽进，该末端具有较大的半径以确保平稳的和在可能范围内的非紊流气流；基于类似的原因，底盘12的底面12c是平滑的。因此高速气流延伸通过底盘全部长度的重要部分，确保形成充足的下压力。
相比较而言，在图8和9(将在下面深入讨论)中显示的墙壁赛车的总体为圆形的第三实施例中，在底盘下表面外侧的所有点和位于中心的排气管道之间存在一定距离，因此该实施例中的气流呈放射状地从各个方向进入内部，在底盘周围一律形成下压力，并且没有裙部需要装备。
正如所阐述的，压力差和如此形成的下压力是空气速度的一项功能，在一定意义上其可以通过下述方式提高，该方式是降低在底盘的下侧和墙壁W之间形成的管道的截面面积，也就是，降低墙壁赛车的离地距离。然而，如果截面面积降低过多，湍流会妨碍气流并且会降低期望的功效；降低离地距离也会提高墙壁赛车对于不规则表面和类似情况的灵敏度。还没有可以得到期待功效的优化的详细理论计算得以开展。举例而言，通过优化管道设计电动机驱动风机引导气流的现有缺陷可以被缩减，提高每次电池充电的操作时间。在墙壁赛车的测试成功的实施例中使用的管道和其他组件的详细具体情况在下面提供。
回到图1和图2的第一实施例的讨论中，正如所阐释的，底盘12由两个相对的驱动轮16和18支撑，并且在底盘12的任一端通过相对的脚轮20(也就是，包括装配用以绕垂直于转动轴的轴向旋转的自由转动轮的装置)支撑，上述驱动轮在其中的中点附近位于底盘的任何一侧并且相互横向隔开。如图表上所示通过传送带装置22，相对的驱动轮16和18分别被电动机24提供动力，该电动机由电池组28提供电流以响应无线操纵接收器26提供的控制信号。除了此处提及但未详述的部分之外，这些组件的全部结构和操作都是现有的。因此，如果两个电动机被控制在相同方向上驱动轮16和18，墙壁赛车在该方向上移动，同时转换方向是通过在不同方向上或者以不同功率驱动轮16和18实现的。脚轮20是无动力的，装配在底盘12的纵向中心线上，并且简便地用于维持底盘12的底面12c和墙壁W之间恰当的空间；脚轮20的优选位置和设计在下面讨论。
因为下述原因，显示的该“差动”驱动方案优于例如传统四轮底盘，该传统四轮底盘具有一对提供动力的轮子和一对用于操控的轮子。为了实现小车可以爬上垂直墙壁，充足的下压力必须得以运用，使得小车朝向墙壁，不仅能够支持小车克服重力，而且能够提供充足的牵引力以克服重力垂直推进小车。(相比较而言，提供在天花板上倒置行驶的小车较为简单，因为其只需要支持自身并不需要垂直爬行。)确保良好的牵引力因此变得极为重要。为了最大化下压力所提供的有效的牵引力，驱动轮居中设置，位于由下压力所发出的压力的中心，从而实质上所有的下压力直接传送到驱动轮以最大化牵引力。
脚轮20最好被架置从而两者不会同时接触平面，从而三点支撑总是有效的，驱动轮16和18形成三个接触点中的两个。如此提供的运动此处被称为“缓行”，通过该运动小车可以沿着驱动轮16和18的轴线前后轻轻摇动。因此下压力在中心驱动轴上平衡，该下压力最大化牵引力，同时允许小车被相对的驱动轮16和18的差动驱动所操控。
相比较而言，如果四轮驱动设计被使用，也就是说具有位于矩形底盘的角上的四个驱动轮，提供预定大小的下压力所需的总牵引力将等于上述墙壁赛车得到的牵引力，但是四轮设计会对表面上任何不平整的地方更加敏感。另外，该小车涉及至少两轮的操控和所有四轮的驱动，将更为复杂、笨重和昂贵。最后，该设计将涉及由于“轮胎摩擦”导致的转换方向的阻力，也就是，越过各个轮胎的轮胎面由“接触点”的不同有效旋转半径引起的摩擦阻力。为了限制所示墙壁赛车驱动设计的轮胎摩擦，相对狭窄的轮胎适用于驱动轮16和18。为了提高外观美感，并且为了准许在厚地毯或者类似物品上操作，具有略小半径的由轻质量的泡沫或者类似物品(未示出)形成的较宽附加轮胎面可以装配到驱动轮16和18的外表面。
图3和4显示了墙壁赛车的第二实施例。该实施例出现适合于对应墙壁赛车的最早产品版本。图12提供了有关该实施例的详细空间信息，并且预生产的说明也在下面提供。
如图3所示，在该实施例中两个排气风机38被提供，沿着底盘40的横向中心线相互横向隔开，并且每一风机都被电动机39驱动，该电动机具有直接装配在电动机轴上的风机。六个驱动轮42被提供，底盘40每一侧有三个驱动轮，并且在底盘一侧的三个驱动轮42相互啮合(或者皮带驱动)从而一起被两个分离的无线操纵的电动机驱动。无线操纵接收器和电池未示出，并且对本领域技术人员而言是通常的。图5，6和7(下面讨论)显示了优选的传动机构和电动机设计方案。因此，正如在图1的实施例中，操控通过对底盘40的每一侧的轮子差动驱动实现。正如所显示的，裙部44又一次被提供，以便于确保气流主要从底盘的末端流入风机排气管道46，并依次确保足够面积的高速低压气体流被提供以产生充足的下压力。如图4所阐释的，在底盘上中间一对车轮比两端的车轮稍微低一些，从而实现“缓行”并且确保驱动轮中的中间一对驱动轮总是与墙壁W保持良好接触。
底盘两端的车轮对42相对于底盘的相应末端稍微隆起(也就是稍微延伸超过底盘的相应末端)，从而当小车在墙壁上运行靠近墙壁的时候，车轮首先接触到墙壁。因此本实施例中提供的六轮设计允许墙壁赛车在任何方向从地板转向墙壁。因此下压力促使朝着地板方向的墙壁赛车并不阻止墙壁赛车最初就爬墙，风机38只有在底盘40达到相对于水平面呈预定倾斜度的时候才被通电。图13显示了优选的开关并且图13A显示了相应地控制风机的电路。
如上所示，图5、6和7显示了图3和4的实施例中用于差动驱动墙壁赛车的六个车轮的两个驱动电动机和相应的传动机构的优选设计。图5显示了俯视图，并且图6和7分别显示了沿线6-6和7-7的剖视图。因此，假设在图5中墙壁赛车朝右行驶，因此图的上部是“左”，并且下部是“右”，具有所提供的分别向左侧和向右侧驱动的电动机150和152。电动机150和152各自分别驱动缩减传动装置154和156；每一传动装置的齿轮支承轴承的，也就是绕轴158旋转，从而当相互独立地转向的时候来自两传动装置的齿轮可以支撑在同一轴158上。传动装置154和156的输出齿轮分别驱动齿轮160和162，该齿轮160和162可以依靠在固定轴168上分别相对于套筒轮轴164，166固定，并且因此分别相对于齿轮170、172固定。齿轮170、172固定到相应的驱动轮174、176上，并且进一步驱动传动装置178、180，该传动装置178、180驱动中心驱动齿轮182、184，该中心驱动齿轮182、184固定到中心驱动轮186、188上。中心驱动齿轮182、184也进一步驱动传动装置190、192；这些传动装置又依次驱动齿轮194、196，该齿轮固定到轮198、200上。本驱动设计的实现是本领域的现有技术；同时传动装置和轮轴被显示装配在金属架202上，在产品中该底盘将典型地包括浇铸组件。
正如所提及的，图12显示了车身下部文丘里管50的详细视图，该文丘里管在底盘40的下表面和如墙壁W的并列表面之间形成。如图3和4所示，车身下部的该实施例使用在本发明的墙壁赛车的第二实施例的一个测试成功的版本中。图12进一步提供底盘40的空间细节的参考。在该版本中具有六个直径为2.524”的轮子的底盘全部长度H是11.828”；为了啮合垂直表面并且因此使得墙壁赛车可以从地板爬到墙上，外部车轮对的轴距F是9.50”，从而车轮相对于底盘隆起，也就是说，稍微延伸超过底盘40的末端。中心轮轴与墙壁W之间比两端轮轴对与墙壁W之间近0.050”，因此预期的“缓行”被提供。
车身下部的文丘里管50关于中心线J纵向对称，在图12中只有一个末端详细显示。如图12所详细显示的，形成在底盘40的下表面和墙壁W之间的车身下部管50的每“一半”包括入口部分50a、转换部分50b和出口部分50c，上述部分形成通向也具有文丘里管形状的风机管道46的平稳的传送，风机位于在该风机管道中。在底盘40的外围的入口处，空气进入车身下部的文丘里管的每一半，其被车身下部文丘里管50的入口部分50a界定。入口部分50a被形成于底盘底端的半径R界定；在显示的版本中，该半径是1.164”。前部车轮对和后部车轮对的轮轴位于该半径的中心，并且在半径上稍大一些，从而正如所记录的，每一轮胎的旋转表面相对于底盘末端稍微隆起。入口部分50a被流线化并与扩展的扁平的由底盘下部的扁平表面形成的转换部分50b平滑连接；由于在底盘40的下部和墙壁之间形成的管道50具有该区域中的最小横截面积，最大气体流速和因此带来的每单元区域上的最大下压力在此处形成。
设计车身下部的文丘里管50的目标是在最优化横截面尺度的同时最大化具有最小横截面积的区域的长度，从而提供平滑的、最好是非紊流的气流流入和流出该区域，所有这些都是为了最大化气流速度。为了保证平稳的气流，详细限定入口部分50a上部界限的底盘40的下表面的截面是辐射式的，并且限定出口部分50c上部界限的相应截面描述为椭圆的一部分。在所描述的测试成功的版本中，该椭圆周线是使用2”×4”的椭圆绘制的，该椭圆可以在绘图员的“30度”模板上得到；也就是说，D和C尺度分别为1”和2”。正如所阐释的，接着，扁平部分50b的长度E是2.25”，形成了“管道平面”。小车基于中心的车轮对平衡，从而扁平部分50b与墙壁平行，两者之间的离地距离G是0.098”。扁平部分50b形成通向出口部分50c的平滑转换，正如所记载的，其长度为2.00”并且在纵向截面是椭圆的。出口部分50c依次形成向风机管道46的中心文丘里截面46a平滑转换，风机位于该风机管道中。在图3和4中描述以及在图12中详细描述的两风机实施例中，该文丘里截面46a的最狭窄部分的轴向尺度B是1.00”；截面46a延及穿过底盘50以形成横向的“传递狭通道”。正如其延伸远离墙壁，传递狭窄通道部分46a接着逐渐地纵向加宽并且沿着纵向中心线被分开以形成两个圆形截面管道46b，风机38位于该管道中；风机的直径，尺度A，是1.625”。
下面是墙壁赛车测试成功版本的主要规格，该墙壁赛车如图3和4所示，并在图12中标出尺寸：
轴距(尺度F)9.5”(前轮到后轮)
轮距5.8”(中心线到中心线，缩减点上)
车身下部管道宽度4.9”(裙部之间)
底盘重量584g
车身重量29g
总重量613g
重量分配(没有车身，中心轴线的时候不支持)
前轴260g(44.5％)
后轴324g(55.5％)
离地间隙(尺度G)0.098”
电动机电压6V。额定值(5节1.2V 1000mah的镍金属氢化物电池)
下压力风机电流共4安培
管道风机(两个)-直径1.625”，3个桨叶
总共的净下压力1280g
缓行(teeter)(中心轴偏移量)0.050”
风机30,000转/分
底盘本身可以用轻型泡沫塑料铸造，该底盘的下表面适合于与墙壁W的表面协同界定文丘里管50。下述操作是便利的，这些操作包括：装配组件，例如负载车轮的轴的轴承，驱动电动机和齿轮或者皮带驱动组件，无线控制接收器，电池和电动机和风机装配单元，这些位于装配在底盘泡沫塑料中的凹处。特别地，在可替代的情况下风机装配单元可以包括硬塑料铸造的管道，风机和驱动电动机保留在该管道中；车身下部文丘里管的出口部分接着被塑形以在其中平滑地匹配。
在测试成功的原型中，裙部44(图3)形成于“高密度聚乙烯合成纸”膜状材料，该裙部被设置大小和被设置位置从而当与墙壁接触时以额定的45度向外弯曲；塑制硬化条可以预期防止局部弯曲，该条粘合在高密度聚乙烯合成纸裙部下边缘，但是与该裙部稍微隔开。
考虑到本发明的上述详细公开内容，本领域技术人员在本发明的实现上没有困难。尤其是，可以理解电池(示例的具体实例在上面被提供)被提供用于给风机和驱动轮供给动力，可以理解在图3和4的实施例中每边有三个驱动轮，驱动轮相互连接并且连接到各自的驱动电动机，该连接如图5，6和7所示通过传动装置实现，或者通过皮带或者气体方法实现，可以理解以无线发送器和接收器对的形式通过操作者提供的信号电动机可以被个别控制。本发明执行中的上述方面属于本领域技术人员可以实现的范围内。分别驱动六个车轮中的每一个也在本发明的范围之内，也就是说，消除传动装置或者皮带的设计，每个车轮具有独立电动机，但是该替代方案被认为是不可取的，因为其会引起重量上的代价。
图8和图9显示了墙壁赛车的第三个版本，在该版本中具有圆形底盘60以提供“飞碟”的外形。在该版本中，两个驱动轮62和64被提供在底盘60的直径相对点上，脚轮66位于相对边上，沿着驱动轮62和64之间轴线垂直的线。该脚轮可以被稍微提离包括驱动轮和脚轮的平面以提供上述的“缓行”(较明显该版本的墙壁赛车不能完成地板和墙壁之间的转换。)下压力被位于中心的风机68提供，该风机被置于文丘里管70中并且被电动机72驱动。驱动轮62和64分别被电动机74和76驱动，该电动机响应来自无线控制接收器78的控制信号，并且驱动轮62和64由电池80提供动力。
在该版本中，如上所述，排气管道70与底盘60外围部分的所有点距离相等，从而在底盘60周围的所有点上朝向内部的气体流的路径长度相等。因此，裙部没有必要，并且气体流从外围周边放射状地流入。此外，在底盘60的较低边缘的外围，径向射线被提供，如60b处所示，从而车身下部的文丘里管的入口开口处在底盘周围圆周状地扩散，并且在车身下部管道82汇合排气管道70之处，大范围的或者椭圆形的转换装置60c被提供，以保证平稳的和实质上非紊流的气流。正如所阐释的，形成于底盘60的底面60a和墙壁之间的车身下部管道82的转换部分在截面上优选浅圆锥形形状，从而随着其相对于与排气管道70中心的半径变化，管道82的截面面积保持不变；通过这种方式内流气流的速度和因此施加的差动压力都实质上保持不变，从而下压力被均匀地充分地施加在底盘60的实质上的所有点上，也就是管道70之外。
图10和11显示了墙壁赛车的更高版本，也具有拉长的底盘90，该底盘适于模型赛车车身或者类似部件的装配。在该实施例中，单个风机92位于底盘中心，被电动机94驱动，并且设置在排气管道96中，该排气管道与车身下部文丘里管98相通，该文丘里管形成于底盘90的底面和墙壁W之间。车身下部管道98如上所述总体上根据图12设计。
在该实施例中，单个驱动轮100位于小车的纵向中心线上，在下压力作用力的中心附近，但是被布置在朝向底盘的一端从而不会妨碍排气管道96，该驱动轮被电动机驱动，该电动机由电池提供电力并且响应由无线控制接收器(没有标号的组件都未示出)提供的控制信号。两个脚轮102和104装配在底盘90的相对一端。脚轮102可以自由地沿垂直于墙壁W的轴转动，同时脚轮104也可以沿同样的垂直轴转动，但该转动只能在一定角度界限范围之内(参见图14A，参见下文)。
因此，底盘90被搁在由驱动轮100和脚轮102和104组成的三角支撑物上。如果驱动轮100被驱动以致驱使小车朝着底盘一端的方向运动，该底盘的一端是驱动轮100被安置的一端，也就是说，在图11的右侧，脚轮拖在后面，并且小车沿直线行驶；如果驱动轮100被驱动朝着相反的方向(图11中的逆时针)，装备有角度停止器的脚轮104沿着与墙壁W垂直的轴旋转，直到该绕轴旋转被停止在一个或者另一个角度界限，于是小车转向某方向直到行驶方向倒转。因此本实施例中的墙壁赛车的方向控制实质上受到限制；该实施例非常简化，因此最适合于本发明的低成本版本。
如上所述，图14-16分别显示用于墙壁赛车的一些实施例中的脚轮102的透视图、截面图和放大部分截面图，同时图14A显示了对应于图14的部分视图，阐释了可选择的变化。在这些视图中脚轮102被显示倒转，也就是说脚轮具有与墙壁W并置的在图中朝向“上方”的表面。与墙壁W接触的滚轴110被轴112支撑，该轴112被装配用以在旋转台114上旋转；台114沿轴A旋转，该轴垂直于但是偏离于被轴112限定的方向。在显示的实施例中，旋转台114依次压在大量球116上，该球承载在闭合圈118上；闭合圈118被固定在架120上，该架120可以装配在底盘上。于是，滚轴110啮合墙壁，并且随着小车被操纵沿轴112旋转；滚轴110、轴112和台114的组装部件可以随着后者的操控，相对于架120旋转并且因此相对于小车底盘旋转。轴112相对于轴A偏移，台114沿着轴A旋转，因此随着小车被操控，台114沿着台114的旋转轴A旋转并且滚轴110追踪台114的旋转轴A。
如果人们期望限制台114的旋转，比如说例如上面有关图10和11中显示的墙壁赛车的版本中所讨论的，为了提供特定角度转动，尽管不能精确控制，举例而言其可以如图14A中所显示的方式实现。正如所阐释的，销122延伸穿过并且被保留在架120的上边缘，并且安装在有角度的凹部114a中，该有角度的凹部形成于旋转台114的上表面；该有角度的凹部限制了对于台114而言允许的沿轴A的旋转的角度。
最后，正如所提及的，在墙壁赛车的实施例中，该墙壁赛车能够在地板上操作并且能够爬到墙上(也就是，图3-7的实施例)，人们期望提供一个只有在墙壁赛车达到期望的角度时才启动排气风机的开关，典型的情况下该期望的角度在相对于水平面30至60度之间，从而下压力不会随着车轮啮合墙壁表面而阻止小车开始爬上墙壁。图13显示用于如此工作的开关128，并且如果墙壁赛车被置于颠倒，背靠天花板时，该开关也可以较少风机的动力；基于安全原因这一操作被推荐，从而墙壁赛车不会下落到任何人身上。图13A显示了典型的线路，在该线路中开关128可以被使用。
开关128包括传导金属球130，该球装置在中空的开关体132中。开关体132关于垂直轴对称，并且详细说明了总体上截头为圆锥体的下部132a、圆盘状中心部分132b和总体上截头为圆锥体的上部132c；如全文所示，当小车处于地板上时球130停靠在总体上截头为圆锥体的下部132a中；当小车开始被垂直定向的时候如虚线所示球落入圆盘状中心部分132b中，例如当小车开始爬行墙壁的时候；如果小车位于靠着天花板颠倒的位置，球130落入总体上截头为圆锥体的上部132c中。传导性接触点134被设置在下部132a和上部132c的内表面，从而当球130被置于上部或者下部时该球连接接触点134。
如图13A所示，接触点134(其中两个共用连接)与常开继电器140和电池28串连连接，接触点134控制包括电池28和风机电动机39的线路。因此，在开关128闭合的情况下，也就是墙壁赛车完全水平、球130在接触点134之间建立连接的情况下，如所示继电器140被关闭；当墙壁赛车不再充分水平球130流出下部132a流入上部132b的时候，继电器140打开，关闭电动机电路并且激发电动机39，从而驱动风机38。在该实施例中，如果墙壁赛车置于背靠天花板倒立的位置，球130落入上部132c，类似地连接接触点134并且阻止风机电动机39的操作。
虽然本发明的一些优选实施例在此处详细地公开，但是本发明并不仅限于该公开的实施例，这些公开的实施例只是示例。